一、 智能制造的定義智能制造是指在生產過程中，將智能裝備通過通信技術有機連接起來，實現生產過程自動化；并通過各類感知技術收集生產過程中的各種數據，通過工業以太網等通信手段，上傳至工業服務器，在工業軟件系統的管理下進行數據處理分析，并與企業資源管理軟件相結合，提供最優化的生產方案或者定制化生產，最終實現智能化生產。 智能制造（Intelligent Manufacturing，IM）是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統，它在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過人與智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動。它把制造自動化的概念更新，擴展到柔性化、智能化和高度集成化。 二、智能制造基本原理從智能制造系統的本質特征出發，在分布式制造網絡環境中，根據分布式集成的基本思想，應用分布式人工智能中多Agent系統的理論與方法，實現制造單元的柔性智能化與基于網絡的制造系統柔性智能化集成。根據分布系統的同構特征，在智能制造系統的一種局域實現形式基礎上，實際也反映了基于Internet的全球制造網絡環境下智能制造系統的實現模式。
三、智能制造特征1.人機一體化IMS不單純是“人工智能”系統，而是人機一體化智能系統，是一種混合智能。基于人工智能的智能機器只能進行機械式的推理、預測、判斷，它只能具有邏輯思維（專家系統），最多做到形象思維（神經網絡），完全做不到靈感（頓悟）思維，只有人類專家才真正同時具備以上三種思維能力。因此，想以人工智能全面取代制造過程中人類專家的智能，獨立承擔起分析、判斷、決策等任務是不現實的。人機一體化一方面突出人在制造系統中的核心地位，同時在智能 機器的配合下，更好地發揮出人的潛能，使人機之間表現出一種平等共事、相互“理解”、相互協作的關系，使二者在不同的層次上各顯其能，相輔相成。因此，在智能制造系統中，高素質、高智能的人將發揮更好的作用，機器智能和人的智能將真正地集成在一起，互相配合，相得益彰。 2.虛擬現實技術這是實現虛擬制造的支持技術，也是實現高水平人機一體化的關鍵技術之一。虛擬現實技術（Virtual Reality）是以計算機為基礎，融合信號處理、動畫技術、智能推理、預測、仿真和多媒體技術為一體；借助各種音像和傳感裝置，虛擬展示現實生活中的各種過程、物件等，因而也能擬實制造過程和未來的產品，從感官和視覺上使人獲得完全如同真實的感受。但其特點是可以按照人們的意愿任意變化，這種人機結合的新一代智能界面，是智能制造的一個顯著特征。 3.自組織與超柔性智能制造系統中的各組成單元能夠依據工作任務的需要，自行組成一種最佳結構，其柔性不僅突出在運行方式上，而且突出在結構形式上，所以稱這種柔性為超柔性，如同一群人類專家組成的群體，具有生物特征。 4.學習能力與自我維護能力智能制造系統能夠在實踐中不斷地充實知識庫，具有自學習功能。同時，在運行過程中自行故障診斷，并具備對故障自行排除、自行維護的能力。這種特征使智能制造系統能夠自我優化并適應各種復雜的環境。 四、 哪些產業屬于智能制造自律能力即搜集與理解環境信息和自身的信息，并進行分析判斷和規劃自身行為的能力。具有自律能力的設備稱為“智能機器”，“智能機器”在一定程度上表現出獨立性、自主性和個性，甚至相互間還能協調運作與競爭。強有力的知識庫和基于知識的模型是自律能力的基礎。 智能制造技術包括自動化、信息化、互聯網和智能化四個層次，產業鏈涵蓋智能裝備（機器人、數控機床、服務機器人、其他自動化裝備），工業互聯網（機器視覺、傳感器、RFID、工業以太網）、工業軟件（ERP/MES/DCS等）、3D打印以及將上述環節有機結合的自動化系統集成及生產線集成等。 智能產業鏈，基于一般的產業鏈分析模式，我們認為智能產業鏈由“基礎、核心、應用和服務”四個方面構成，每個環節都能形成較大的產業集群。 智能基礎產業是構成智能化系統的最基本元件或材料，包括電子元器件、光學配件、精密基礎件、光電材料、智能材料等，一般不具有獨立應用功能。 智能核心產業是構成智能化系統的核心功能組件，包括感知、傳輸、計算、控制等功能單元，具體涵蓋計算機設備、網絡傳輸設備、儀器儀表、集成電路、物聯網技術和軟件等。 智能應用產業是推動智能化產業發展的終端應用領域，可分為智能電網、智能交通、智能汽車、智能金融、智能醫療、智能建筑、智能安防、智能物流、智能家居、智能商業等領域，智能應用領域的產業關聯度、技術復雜性較高，是最終引領智能產業發展的驅動力量。 從智能應用的不同領域看，有些是偏重生活方面的，有些是偏重生產方面的，有些的影響是全方位的，如智能電網，其輻射范圍相當廣闊，包括新材料、電力電子元器件制造、電池制造、新能源發電、鋼鐵制造、通信設備、智能家電、電動汽車、智能家居等上下游產業，而后續還將衍生出諸如智能城市、智能交通等更多新的產業。 智能汽車和智能家居是影響人們生活最重要的兩個方面，都具有非常巨大的市場空間。智能化汽車設備主要體現在眾多輔助駕駛系統上，如智能雨刷、自動前照燈、智能空調、智能懸架、防打瞌睡系統??電子信息技術的廣泛應用，為汽車的智能化提供了廣闊的前景。 電子元器件 智能基礎產業 智能應用產業 智能核心產業 系統集成服務網絡傳輸設備計算機設備 儀器儀表集成電路物聯網技術汽車電子設備智能電網設備智能交通設備 智能家居設備 智能通訊設備光學配件 精密基礎件 光電材料 智能醫療設備 智能樓宇系統 軟件 智能制造裝備 智能材料 智能化家居主要體現在智能樓宇管理上，安防監控、中央空調、火災自動報警、立體車庫、遠程抄表，這些現代化的智能家居系統目前已初步應用于溫州的幾個新建住宅小區。 智能制造是生產領域的典型代表。自動化改造是我國制造業轉型與升級的主要方式。 我國制造業升級與轉型應從制造環節開始，自動化改造包括兩個方面：一是以自動化器械代替人工；二是以智能化器械代替非智能化器械，包括工業機器人、智能化數控機床、智能紡機等，是不斷提升生產效率、提高產品質量的重要保障。 五、智能制造十大未來行業趨勢分析1、2017年是中國專業級無人機市場破冰之年中國無人機市場正在逐漸走向成熟，從技術、成本、應用成熟度和行業發展規律等角度看，賽迪顧問預測2017年將成為中國專業級無人機市場破冰之年。首先，隨著傳統數據處理芯片廠商如因特爾、高通、英偉達布局無人機數據處理平臺上，無人機將成為實現人工智能的最佳載體，快速突破專業應用的技術瓶頸； 其次，以歌爾聲學、比亞迪為代表的ODM廠商逐漸布局無人機生產制造，加速產品量產及迭代，有效降低專業應用成本，從根本上推動專業應用市場的發展； 再次，經過幾年的用戶培養，無人機在各專業領域尤其是農業植保的應用逐步為用戶所接受，無人機專業應用將呈現旺盛的市場需求；最后，由于航拍應用的局限性，消費級無人機市場短期內將不會呈現爆發式增長，愈發激烈的競爭也促使企業向專業級應用轉型。 2、虛擬現實促使人機交互“黑科技”全面爆發為實現將用戶置身于一個包括視覺、聽覺、觸感和嗅覺全體感的”以假亂真”的虛擬環境中，VR需要更加豐富的人機交互形式。作為人類溝通中最自然的語言與視覺，語音識別技術和眼球追蹤技術將成為下一階段人機交互技術發展的熱點，情感合成技術、跨語言交流技術等已經嶄露頭角。 動作捕捉、觸覺反饋、方向追蹤、手勢跟蹤等一系列更加自然化的人機交互技術也將呈現革命性的突破，同時如何組合不同的交互技術帶來沉浸式的VR體驗也是各企業追逐的焦點。隨著人機交互技術的全面爆發，預計被多數用戶及業內人士認可的VR設備交互范式將有望在明年出現。 3、人工智能與互聯網技術開啟“機器人2.0”元年機器人在汽車、電子制造等產業中的應用已經非常普遍，而隨著傳感器、人工智能等技術的進步，機器人正朝向與信息技術相融合的方向發展，通過云計算和人工智能深度學習，機器人可從執行一項簡單重復性的工作進化為執行各種復雜多樣化的工作，并開始應用大數據實現自律化。 如今，微軟、谷歌、英特爾等科技巨頭已進軍機器人產業，布局“機器人2.0”時代，引領智能機器人的創新發展。我國已發布《機器人產業發展規劃（2016-2020年）》，重點開展人工智能、機器人深度學習等新一代機器人技術研究，注重戰略性、前瞻性、創新性的工作，以期在機器人產業變革中實現“彎道超車”。 4、視覺系統技術正加速向機器人、汽車、無人機等多領域滲透隨著機器人產業的快速發展，視覺感知方式正在從傳統的深度地圖、激光雷達系統向視覺系統轉變，而該領域的技術已經于近兩年有了較大的突破，以韓國、美國、日本為代表的多個國家的機器人研究院均在2016年的多場世界級機器人大賽中應用視覺技術。 而隨著電動汽車的加速普及，無人駕駛技術的快速突破，消費級無人機市場的進一步開拓，在視覺系統于機器人產業領域應用愈發成熟的背景下，以無人駕駛、無人機、機器人為代表的新興領域將成為視覺系統應用的新焦點。 5、云制造將引領智能制造投資新熱潮云制造是一種基于泛在網絡、以人為中心的智能制造新模式，是兩化深度融合和產業鏈資源優化配置的重要途徑，未來云制造將獲得更多的投資關注。一方面，云制造已經滲透到產業鏈的各個環節，包括云端3D打印、供應鏈融資、基于工業云的大數據研發等，在航空航天、汽車工業、工程機械、石油化工、電子電氣等眾多行業均有廣泛的應用。 另一方面，云制造也在重塑產業生態，例如在數控機床領域，已經出現了以數控機床生產力和云平臺為主要商業模式的新型互聯網制造形態；在汽車工業領域，也有企業開始嘗試打造汽車全產業鏈生態圈，形成資本、資源、研發、生產、銷售、充電、售后等全方位的云平臺制造模式。 6、數字孿生率先推進汽車工業進入虛擬制造數字孿生是以數字化方式為物理對象創建虛擬模型，模擬其在現實環境中的行為特征，實現產品全生命周期內生產、管理、連接的高度數字化及模塊化。智能工廠是數字孿生的核心載體，其設備和系統的智能化、集成化程度是數字孿生得以發揮作用的關鍵因素。 汽車工業在智能工廠、數字化車間、自動化生產線建設方面具備良好的基礎，汽車是工業機器人最大的應用領域，并在PLM、MES等應用方面等成熟度高，能較好的進行系統集成，預計在2017年數字孿生將率先在汽車領域推廣應用，形成集設計與仿真、制造執行（MES）與質量追溯、數據采集與分析為一體的新一代智能工廠。 7、千億產業基金助推智能制造步入發展快車道隨著《中國智能制造發展規劃（2016-2020）》的出臺和智能制造試點示范項目的展開，智能制造產業將迎來巨大的發展機遇。 智能制造屬于資金密集型行業，而廣大中小企業普遍面臨著融資難問題，資金已經成為制約中小型智能制造企業發展的一個重要因素，來自中央和地方政府的大規模產業和科研基金投入，將為智能制造產業提供強大的動力和資源，解決智能制造企業孵化、發展、擴大規模的資金需求及資源引進、配置問題。 目前北京市、廣東省、山東省、湖南省均已經出現不同形式的智能制造產業投資基金，預計2017年智能制造產業基金產業總體規模將超過1000億元，成為智能制造產業發展的重要推動力。 8、“蘋果+富士康”代工模式將在制造業領域加速鋪開隨著全球制造業的發展模式正在向網絡化、智能化、綠色化轉變，大量中低端生產力正在加速被淘汰。 由于傳統制造業擁有重資產、生產周期長等特點，擁有新技術、新模式的企業難以在短時間內將技術及模式轉化為生產力，而在互聯網共享思維不斷普及，金融資本大量注入到智能制造領域的背景下，“蘋果+富士康”這一成功的代工模式能夠將新技術、新模式與現有生產力進行有機的融合，極大縮短企業從初創到投產的生長周期，推動產業更加快速的更新迭代，而在發展相對成熟的汽車等傳統制造業領域，該模式有望加速鋪開。 9、智能制造專項規劃將于2017年密集發布隨著“中國制造2025”的出臺，我國制造業正式踏上了以智能制造為重要發展方向的轉型升級之路。2016年12月7日，工業和信息化部、財政部聯合制定并印發了《智能制造發展規劃（2016-2020年）》，為全國各地大力發展智能制造提供了明晰的發展路徑。在此背景下，可以預見2017年將是搭建“中國制造2025”專項規劃體系的重要一年。 截止至2016年底，工信部聯合其他部委已經先后發布了機器人、智能硬件等專項規劃，以及工業綠色發展、綠色制造等專項行動指南，而在《智能制造發展規劃（2016-2020年）》發布之后，針對重點領域、重大工程、重大舉措等方面都將會在2017年密集發布相應的專項規劃和行動指南，從而指導我國智能制造未來10年的發展。 10、醫療機器人有望成為服務機器人行業投資“升班馬”發展醫療機器人產業是我國實現工業4.0的重要環節，隨著《中國制造2025》、《機器人產業發展規劃（2016-2020年）》等一系列重要文件的發布，醫療機器人等高智能醫療設備成為了未來幾年我國發展的重點領域之一。各地政府也在積極打造醫療機器人測試及應用平臺，并為建立行業標準給予政策指導，政策方向明確。 目前，醫療機器人主要集中在北美市場，國內市場剛剛興起，市場滲透率不足5%，存在巨大的市場空間和發展潛力，國外企業紛紛將中國市場視為提升業務的關鍵點。新松、博實、金山科技、妙手集團等國內企業也為搶占國內市場高地，加速對醫療機器人領域的產業布局。預計，2017年醫療機器人將成為服務機器人行業投資的最大熱點，有望成為新興行業投資者的新機遇。 文章來源：電子發燒友 本網編輯 何洋/整理 |
